CN106604289B - 无线信号传输系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线信号传输系统及其控制方法。无线信号传输系统包括一第一信号传输装置、至少一第二信号传输装置及一信号中继装置。第一信号传输装置与第二信号传输装置之间通过信号中继装置转传一无线信号。信号中继装置设置于一移动装置上。控制方法包括以下步骤。提供一二维网格地图。第一信号传输装置的一第一传输位置及第二信号传输装置的一第二传输位置位于二维网格地图内。依据二维网格地图，最佳化第一传输位置、信号中继装置的一中继位置及第二传输位置之间的一传输路径。控制移动装置移动至中继位置。

Description

无线信号传输系统及其控制方法
技术领域
本发明是有关于一种信号传输系统及其控制方法，且特别是有关于一种无线信号传输系统及其控制方法。
背景技术
随着网络技术的进步，发展出一种无线网络技术。无线网络技术能够让电脑与手机等电子装置无须插入网络线即可顺利连接网络，相当的方便。
然而，墙面、家具等障碍物可能会减低无线网络的强度，而造成电子装置的无线网络信号微弱。一般来说，只能靠增强无线网络的功率来解决，但长时间曝露在高功率的无线网络信号下，对身体可能造成一定的影响。
即使采用了信号中继装置，来传转无线信号，仍然可能因信号中继装置的设置位置不佳，而影响传输效率。
发明内容
本发明有关于一种无线信号传输系统及其控制方法，其利用分析与计算程序来决定信号中继装置的中继位置，以最佳化第一传输装置、信号中继装置及第二信号传输装置的一传输路径。
根据本发明的第一方面，提出一种无线信号传输系统的控制方法。无线信号传输系统包括一第一信号传输装置、至少一第二信号传输装置及一信号中继装置。第一信号传输装置与第二信号传输装置之间通过信号中继装置转传一无线信号。信号中继装置设置于一移动装置上。控制方法包括以下步骤。提供一二维网格地图。第一信号传输装置的一第一传输位置及第二信号传输装置的一第二传输位置位于二维网格地图内。依据二维网格地图，最佳化第一传输位置、信号中继装置的一中继位置及第二传输位置之间的一传输路径。控制移动装置移动至中继位置。
根据本发明的第二方面，提出一种无线信号传输系统。无线信号传输系统包括一第一信号传输装置、至少一第二信号传输装置、一信号中继装置、一移动装置、一地图提供装置及一处理装置。第一信号传输装置位于一第一传输位置。第二信号传输装置位于一第二传输位置。信号中继装置位于一中继位置。第一信号传输装置与第二信号传输装置之间通过信号中继装置转传一无线信号。信号中继装置设置于移动装置上。地图提供装置用以提供一二维网格地图。第一传输位置及第二传输位置位于二维网格地图内。处理装置用以依据二维网格地图最佳化第一传输位置、中继位置及第二传输位置之间的一传输路径，并控制移动装置移动至中继位置。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1是绘示根据一实施例的一第一信号传输装置、一第二信号传输装置及一信号中继装置的示意图。
图2是绘示根据一实施例的无线信号传输系统的方块图。
图3是绘示无线信号传输系统的控制方法的流程图。
图4是绘示图1的二维网格地图的示意图。
图5是绘示另一实施例的一第一信号传输装置、二第二信号传输装置及一信号中继装置的示意图。
图6是绘示根据另一实施例的无线信号传输系统的方块图。
图7是绘示图5的二维网格地图的示意图。
【符号说明】
100、200：无线信号传输系统
110：第一信号传输装置
120、121、122：第二信号传输装置
130：信号中继装置
140：移动装置
150：地图提供装置
160：处理装置
161：成本建立单元
162：计算单元
163：控制单元
170：影像撷取装置
M1、M2：二维网格地图
P1：第一传输位置
P2、P21、P22：第二传输位置
P3：中继位置
S0、S1、S2：无线信号
S310、S320、S321、S322、S340：流程步骤
具体实施方式
请参照图1，其绘示根据一实施例的一第一信号传输装置110、一第二信号传输装置120及一信号中继装置130的示意图。第一信号传输装置110与第二信号传输装置120之间通过信号中继装置130转传一无线信号S0。第一信号传输装置110例如是连接于一网络线的一无线网络分享器、一无线网络基站、或一无线网络路由器。信号中继装置130例如是具有中继功能的一无线网络分享器、一无线网络基站、一无线网络路由器、或一无线网络桥接器。第二信号传输装置120例如是一智能手机、一电脑、或一智能家具。
如图1所示，第一信号传输装置110位于一第一传输位置P1，第二信号传输装置120位于一第二传输位置P2，信号中继装置130位于一中继位置P3。信号中继装置130可以帮助第一信号传输装置110与第二信号传输装置120之间的信号传递，而无须增强无线网络的功率。然而，信号中继装置130的中继位置P3将影响到信号传输的品质。本实施例的一无线信号传输系统100(绘示于图2)可以通过分析与计算程序来决定中继位置P3，以最佳化第一传输位置P1、中继位置P3及第二传输位置P2的一传输路径。
请参照图2，其绘示根据一实施例的无线信号传输系统100的方块图。无线信号传输系统100更包括一移动装置140、一地图提供装置150、一处理装置160及一影像撷取装置170。移动装置140用以移动信号中继装置130，例如是一自走车、一轨道、一缆线、或一无人飞行器。地图提供装置150用以提供二维网格地图M1(绘示于图4)，例如是预存二维网格地图M1的一储存装置、或是即时对环境进行侦测的一激光扫描器。处理装置160用以进行各种计算、处理、分析、判断程序，例如是一电脑、一电路板、一芯片、一电路、或储存数组程序的一电脑可读取记录装置。影像撷取装置170用以撷取空间中的二维影像或三维影像，以判断第二信号传输装置120的位置，并判断是否有移动，例如是一立体摄影机、一立体照相机、一二维摄影机、或一二维照相机。
以下将搭配一流程图，详细说明上述无线信号传输系统100的运作。请参照图3，其绘示无线信号传输系统100的控制方法的流程图。在步骤S310中，地图提供装置150提供二维网格地图M1。地图提供装置150可以是预存二维网格地图M1的储存装置，无线信号传输系统100可直接取出预存的二维网格地图M1。或者，地图提供装置150可以是一激光扫描器，地图提供装置150以一激光进行扫描，即时地以SLAM技术建立出二维网格地图M1。
在一实施例中，地图提供装置150可以是由多个激光扫描器所组成。多个激光扫描器设置于环境的各个角落，并将各个激光扫描器所获取的信息整合后，得到二维网格地图M1。
在步骤S320中，处理装置160依据二维网格地图M1最佳化第一传输位置P1、中继位置P3及第二传输位置P2的传输路径。处理装置160可以通过类神经网络算法、蚂蚁算法、循序搜寻算法、二分搜寻算法、二叉树搜寻算法、或杂凑搜寻算法分析出最佳的中继位置P3，以最佳化传输路径。
在一实施例中，请参照图4，其绘示图1的二维网格地图M1的示意图。处理装置160可以通过于二维网格地图M1建立一传输成本信息并据以进行分析，以最佳化传输路径。如图2所示，处理装置160包括一成本建立单元161、一计算单元162及一控制单元163。如图3所示，步骤S320包括步骤S321及步骤S322。在步骤S321中，成本建立单元161依据二维网格地图M1，建立传输成本信息。
详细来说，成本建立单元161于二维网格地图M1的数个位置分别记录一成本值，各个成本值与一传输障碍程度正相关。举例来说，空间中没有任障碍物者，其成本值记录为「1」。空间中有墙面、家具等障碍物者，其成本值记录为「8」。然而，成本值并不局限于「1」与「8」两种数值。在一实施例中，成本值可以更细部地规划成多组数值，甚至是连续数值，以更精确地反应障碍物的情况。
此外，二维网格地图M1的位置排列也不局限于矩阵式排列。在一实施例中，二维网格地图M1的位置排列可以是辐射状排列。
接着，在步骤S322中，计算单元162根据二维网格地图M1的传输成本信息计算中继位置P3，以最佳化传输路径。举例来说，传输路径包含第一传输位置P1至中继位置P3的一第一直线连线及中继位置P3至第二传输位置P2的一第二直线连线。计算单元162可以通过下式(1)进行计算。∑C(P1,P3)为第一传输位置P1至中继位置P3的第一直线连线的数个成本值的总和，
∑C(P3,P2)为中继位置P3至第二传输位置P2的第二直线连线的数个成本值的总和。P3*为使∑C(P1,P2)及∑C(P2,P3)之和最小化的最佳中继位置P3。
P3*＝argmin[∑C(P1,P3)+∑C(P3,P2)]…………………(1)
图4所示的中继位置P3即为通过上式(1)所计算出的最佳值，粗线所框出的范围即为传输路径上的成本值。
然后，在步骤S330中，控制单元163控制承载信号中继装置130的移动装置140移动至中继位置P3。如此一来，信号中继装置130能够在最佳的传输路径上发挥最大的效果，使得无线信号传输品质最佳化。
接着，在步骤S340中，影像撷取装置170撷取立体影像或二维影像，以判断第二信号传输装置120的位置，并判断是否移动。若第二信号传输装置120有移动，则重新执行步骤S310，以更新二维网格地图M1中第二信号传输装置120的第二传输位置P2。接着，更重新执行步骤S320、步骤S330，以重新最佳化传输路径，并将信号中继装置130移动至最佳的中继位置P3。如此一来，即使使用者移动了第二信号传输装置120，也能够即时地移动信号中继装置130，使得无线信号品质保持最佳状态。
请参照图5～7，图5绘示另一实施例的第一信号传输装置110、两个第二信号传输装置121、122及信号中继装置130的示意图，图6绘示根据另一实施例的无线信号传输系统200的方块图，图7是绘示图5的二维网格地图M2的示意图。在此实施例中，无线信号传输系统200包括两个以上第二信号传输装置(例如是第二信号传输装置121及第二信号传输装置122)。第一信号传输装置110与第二信号传输装置121之间通过信号中继装置130转传一无线信号S1；第一信号传输装置110与第二信号传输装置122之间通过信号中继装置130转传一无线信号S2。
在步骤S322中，计算单元162根据二维网格地图M2的传输成本信息计算中继位置P3，以最佳化传输路径。举例来说，传输路径包含第一传输位置P1至中继位置P3的一第一直线连线、及中继位置P3至第二传输位置P21、P22的两条第二直线连线。计算单元162可以通过下式(2)进行计算。∑C(P1,P3)为第一传输位置P1至中继位置P3的第一直线连线的数个成本值的总和，
∑C(P3,P21)为中继位置P3至第二传输位置P21的第二直线连线的数个成本值的总和，∑C(P3,P22)为中继位置P3至第二传输位置P22的第二直线连线的数个成本值的总和。P3*为使∑C(P1,P2)、∑C(P3,P21)及∑C(P3,P22)之和最小化的最佳中继位置P3。
P3*＝argmin[∑C(P1,P3)+∑C(P3,P21)+∑C(P3,P22)]……(2)
图7所示的中继位置P3即为通过上式(2)所计算出的最佳值，粗线所框出的范围即为传输路径上的成本值。
也就是说，第二信号传输装置的数量并不局限于一个，在第二信号传输装置的数量为两个、三个、甚至四个以上时，可按照上述类似的方程式最佳化传输路径。
上述各项元件的配置方式并不局限于上述实施例。在一实施例中，处理装置160可以直接搭载于移动装置140上，而对移动装置140直接进行控制。在另一实施例中，处理装置160可以分离于移动装置140，并通过无线信号来控制移动装置140。在一实施例中，地图提供装置150可以直接与处理装置140整合于同一电子装置中，以直接与处理装置140进行沟通。在另一实施例中，地图提供装置150可以分离于处理装置140，并以无线信号与处理装置140进行沟通。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (6)

1.一种无线信号传输系统的控制方法，其特征在于，该无线信号传输系统包括一第一信号传输装置、至少一第二信号传输装置及一信号中继装置，该第一信号传输装置与该第二信号传输装置之间通过该信号中继装置转传一无线信号，该信号中继装置设置于一移动装置上，该控制方法包括：
提供一二维网格地图，该第一信号传输装置的一第一传输位置及该第二信号传输装置的一第二传输位置位于该二维网格地图内；
依据该二维网格地图，最佳化该第一传输位置、该信号中继装置的一中继位置及该第二传输位置之间的一传输路径；以及
控制该移动装置移动至该中继位置；
其中依据该二维网格地图分析出该信号中继装置的该中继位置的步骤包括：
于该二维网格地图的多个位置分别记录一成本值，以建立一传输成本信息，各该成本值与一传输障碍程度成正相关；以及
根据该二维网格地图的该传输成本信息计算该中继位置，其中该传输路径包含该第一传输位置至该中继位置的一第一直线连线及该中继位置至该第二传输位置的一第二直线连线，其中使用P3*＝arg min[ΣC(P1,P3)+ΣC(P3,P2)]进行计算，ΣC(P1,P3)为第一传输位置P1至中继位置P3的第一直线连线的数个成本值的总和，∑C(P3,P2)为中继位置P3至第二传输位置P2的第二直线连线的数个成本值的总和，P3*为使∑C(P1,P2)及∑C(P2,P3)之和最小化的最佳中继位置P3。
2.如权利要求1所述的无线信号传输系统的控制方法，其特征在于，于提供该二维网格地图的步骤中，以一激光进行扫描，以建立该二维网格地图。
3.如权利要求1所述的无线信号传输系统的控制方法，其特征在于，更包括：
判断该第二信号传输装置是否移动；
其中，若该第二信号传输装置移动，则重新执行提供该二维网格地图的步骤，以更新该第二信号传输装置的该第二传输位置。
4.一种无线信号传输系统，其特征在于，包括：
一第一信号传输装置，位于一第一传输位置；
至少一第二信号传输装置，位于一第二传输位置；
一信号中继装置，位于一中继位置，该第一信号传输装置与该第二信号传输装置之间通过该信号中继装置转传一无线信号；
一移动装置，该信号中继装置设置于该移动装置上；
一地图提供装置，用以提供一二维网格地图，该第一传输位置及该第二传输位置位于该二维网格地图内；以及
一处理装置，用以依据该二维网格地图最佳化该第一传输位置、该中继位置及该第二传输位置之间的一传输路径，并控制该移动装置移动至该中继位置；
该处理装置包括：
一成本建立单元，用以于该二维网格地图的多个位置分别记录一成本值，以建立一传输成本信息，各该成本值与一传输障碍程度成正相关；
一计算单元，用以根据该二维网格地图的该传输成本信息计算该中继位置，其中该传输路径包含该第一传输位置至该中继位置的一第一直线连线及该中继位置至该第二传输位置的一第二直线连线，其中使用P3*＝arg min[∑C(P1,P3)+∑C(P3,P2)]进行计算，∑C(P1,P3)为第一传输位置P1至中继位置P3的第一直线连线的数个成本值的总和，∑C(P3,P2)为中继位置P3至第二传输位置P2的第二直线连线的数个成本值的总和，P3*为使∑C(P1,P2)及∑C(P2,P3)之和最小化的最佳中继位置P3；以及
一控制单元，用以控制该移动装置移动至该中继位置。
5.如权利要求4所述的无线信号传输系统，其特征在于，该地图提供装置为一激光扫描器，该地图提供装置以一激光进行扫描，以建立该二维网格地图。
6.如权利要求4所述的无线信号传输系统，其特征在于，更包括：
一影像撷取装置，用以判断该第二信号传输装置的位置，并判断是否移动，若该第二信号传输装置移动，则该地图提供装置更新该第二信号传输装置的该第二传输位置。
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